5. Тиск газу. Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії газів.

Мікроскопічні і макроскопічні параметри газу

Індивідуальні характеристики молекул газу називають мікроскопічними

параметра¬ми. До них належать маса молекул, їхня швидкість і кінетична

енергія хаотичного поступального руху.

Параметри газу як фізичного тіла, що вив¬чають за допомогою звичайних

методів ме¬ханіки, називають макроскопічними параметрами. До них належать

об'єм і тиск га¬зу.

Одним з найважливіших завдань молеку¬лярно-кінетичної теорії було

встановлення зв'язку між мікроскопічними та макро¬скопічними параметрами

газу. Для розв'язання цього завдання в молеку¬лярно-кінетичній теорії

використовують модель ідеального газу.

За основами МКТ , тиск газу на стінки посудини обумовлений ударами

молекул цього об стінки посудини.В результаті удару, кожна молекула

діє на неї з певною, дже малою, силою. В свою чергу стінка діє на молекулу

з такою ж силою але в протилежному напрямі.

Нескінченно малі дії окремих молекул доаються і результуюча дія

сприймається як практично постійна діюча сила.Усереднена за часом

результуюча сила молекул на одиницю площі посудини і є тиском газу.

Основне р-ня МКТ газу:

p=1/3 nm_0 (v^2 ) ̅

Де n=N/V – концентрація молекул, m_0 -маса молекул у посудині, (v^2 ) ̅ – середній

квадрат швидкості молекул.

6. Температура. Термодинамічна рівновага. Релаксація; час релаксації.

Нульовий закон термодинаміки. Співвідношення між термодинамічною

температурою та одиницями енергії. Стала Больцмана.

Температура — скалярна фізична величина, яка характеризує середню кінетичну

енергію частинок макроскопічної системи, що припадає на одну ступінь свободи

, що перебуває в стані термодинамічної рівноваги.У Міжнародній системі одиниць

(СІ) для вимірювання температури застосовується шкала Кельвіна і символ K (при

цьому знак градусу ° відсутній). Широкий вжиток також мають системи Цельсія і

Фаренгейта.

Термодинамічна рівновага— стан макроскопічної фізичної системи, в який вона

завжди переходить сама собою, якщо перебуває в незмінних зовнішніх умовах або

є замкненою. Процес переходу в стан Т. р. наз. релаксацією. При Т. р. в системі

припиняються такі необоротні процеси, як дифузія, теплопровідність, хімічні

реакції тощо. Необхідними умовами Т. р. є однаковість у всіх точках системи

температури, тиску, хімічних потенціалів кожної її компоненти. Проте ці

параметри не є абсолютно фіксованими і можуть в невеликих об'ємах зазнавати

малих коливань біля своїх серед. значень .

Час релаксації - період часу, за який збурення у виведеній із рівноваги

фізичній системі зменшується в e разів (e - основа натуральних логарифмів)

.Здебільшого позначається τ й має розмірність часу.

Нульовий закон термодинаміки: Для кожної статичної системи (системи

макро тіл) існує стан термодинам. Рівноваги, якої вона з часом самовільно

сягає при фіксованих зовнішніх умовах.

Стала Больцмана (k або kB) — фізична стала, що визначає зв'язок між

температурою та енергією. Названа на честь австрійського фізика Людвіга

Больцмана, який зробив великий вклад встатистичну фізику, у якій ця стала

займає ключову позицію. Її експериментальне значення в системі СІ дорівнює

Дж/К[1].

Числа у круглих дужках вказують стандартну похибку в останніх цифрах

значення величини. В принципі, сталу Больцмана можна отримати з

визначення

абсолютної температури та іншихфізичних констант (для цього потрібно

вміти розрахувати з перших принципів температуру потрійної точки води).

Але визначення сталої Больцмана за допомогою основних принципів занадто

складне і

нереальне при сучасному розвитку знань у цій галузі.

Стала Больцмана — зайва фізична стала, якщо вимірювати температуру в

одиницях енергії,

що дуже часто робиться в фізиці. Вона є, власне, зв'язком між добре визначеною

величиною

— енергією і градусом, значення якого склалося історично.